Примеры решения типовых задач. Задача 1. Написать молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза сульфита калия K2SO3

Задача 1. Написать молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза сульфита калия K₂SO₃. Каков механизм гидролиза? Какая среда водного раствора?

Решение: Соль образована катионом сильного основания и анионом слабой двухосновной кислоты. Гидролиз идет по аниону.

Молекулярные уравнения гидролиза:

1 ступень: К₂SО₃ + H₂O KHSO₃ + КОН

2 ступень: KHSO₃ + Н₂O Н₂SО₃ + КОН

Ионно-молекулярные уравнения гидролиза:

1 ступень: SO₃^2- + Н₂О HSO₃^- + OH^-

2 ступень: HSO₃^- + Н2O Н₂SО₃ + ОН^-

В растворе щелочная реакция среды, так как в результате гидролиза образуется сильное основание (щелочь КОН).

Задача 2. Написать молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза нитрата свинца (II). Каков механизм гидролиза? Какая среда водного раствора?

Решение: Соль образована катионом слабого двухкислотного основания и анионом сильной кислоты. Гидролиз идет по катиону.

Молекулярные уравнения гидролиза:

1 ступень: Pb(NO₃)₂ + Н₂О (PbOH)NO₃ + HNO₃

2 ступень: (РbОН)NО₃ + Н₂О Pb(OH)₂ + НNО₃

Ионно-молекулярные уравнения гидролиза:

1 ступень: Рb²⁺ + Н₂О РbОН^- + Н⁺

2 ступень: РbОН^- + Н₂О Pb(OH)₂ + Н⁺

Раствор имеет кислую реакцию среды, так как в результате реакции гидролиза образуется сильная кислота HNO₃.

Пример 3. Написать уравнение гидролиза цианида аммония NH₄OH. Какова реакция среды в водном растворе этой соли?

Решение: Соль образована катионом слабого основания и анионом слабой кислоты, поэтому гидролиз идет как по катиону, так и по аниону:

NH₄CN + Н₂О NH₄OH + HCN

NH₄⁺ + CN^- + Н₂О NH₄OH + HCN.

Для оценки реакции среды необходимо сравнить константы диссоциации NH₄OH и HCN (см. таблицу 1). Так как константа диссоциации гидроксида аммония больше, чем константа диссоциации синильной кислоты, то гидроксид аммония является более сильным электролитом (основанием). В растворе будут преобладать ионы ОН^-, следовательно, реакция среды щелочная.

Задача 4. Учитывая только первую ступень гидролиза 0,5М раствора Na₂S, рассчитайте константу гидролиза, степень гидролиза и рН среды.

Решение: Гидролизу по первой ступени соответствует следующее ионно-молекулярное уравнение:

S^2- + Н₂О НS^- + OH^-

Константа гидролиза Na₂S по первой ступени есть отношение ионного произведения воды к константе диссоциации слабой кислоты HS^-.

К_г = К_осн /К(HS^-)

Здесь в качестве К(HS^-) необходимо применять константа диссоциации гидросульфид – иона, то есть К₂(H₂S), так как в реакции гидролиза участвуют сульфид анион (левая сторона) и гидросульфид анион (правая сторона). Химическое равновесие между этими анионами выражается второй ступенью диссоциации сероводородной кислоты:

НS^- S^2- + Н⁺ (К₂= 4 )

К_г = = 10^-14/4 10^-14 = 0,25

Степень гидролиза (h) можно рассчитать по формуле:

H =

Для нахождения рН среды рассчитаем концентрацию водородных ионов:

[H⁺] = K_осн/С(Na₂S) h = 10^-14/0,5 0.71 = 2.82 10^-14 (моль/л).

pH = -lg[H⁺] = -lg (2.82 10^-14) = 13,55

Ответ: К_г = 0,25; h = 0,71; pH = 13,55

Задача 5. рН 0,5 М раствора калиевой соли некоторой кислоты равен 12. Вычислить константу диссоциации той кислоты.

Решение: Так как рН водного раствора соли, образованной сильным основанием (КОН) и неизвестной кислотой больше 7, то эта соль гидролизуется по аниону, то есть является солью, образованной сильным основанием слабой кислотой.

Концентрация протона в растворах таких солей определяется формулой (см. таблицу 2): .

Если рН=12, то [Н⁺] = 10^-12 моль/л. Возведем в квадрат обе стороны уравнения. Тогда [Н⁺]² = ; 10^-24 = .

К_кисл = = 5

Ответ: К_кисл = 5*10^-11

Варианты задач по теме 3.1.2. гидролиз солей

1. Какие из перечисленных ниже солей будут подвергаться гидролизу? Написать соответствующие молекулярные и ионно-молекулярные уравнения. Рассчитать для 0,2М растворов константу гидролиза, степень гидролиза и рН среды, учитывая только первую ступень гидролиза: K₂SO₄; NaClO₄; Na₂S; CuSO₄; КNО₃; Рb(N0₃)₂; (NН₄)₂СО_3; КNO₃.

2. При сливании растворов Al₂(SO₄)₃ и Na₂S выпадает белый осадок и ощущается неприятный запах. Объясните причину этого, приведя соответствующие уравнения реакций. Почему раствор NаН₂РO₄, имеет слабокислую, а раствор Nа₃РO₄ щелочную реакцию? Ответ мотивировать соответствующими уравнениями реакций и расчетами.

3. Какие из приведенных ниже солей гидролизуются? Для гидролизующихся солей написать ионные и молекулярные уравнения гидролиза и указать реакцию раствора: NH₄NO₃, ВеСl₂, К₂S0₄, NаNО₂, Nа₂СО₃, ВаС1₂, Al₂(SO₄)₃, NазР0₄, FеS0₄, (NH₄)₂S, Са(СН₃СОО)₂.

4. Напишите ионные и молекулярные уравнения гидроли­за солей и укажите качественно значение рН растворов: K₂SO₃, СгС1₃, СuSO₄, K₂S, К₃РO₄, Fе(NO₃)₃.

5. Что произойдет при нагревании и разбавлении растворов? Напишите уравнения реакций.

6. Вычислите константу гидролиза, степень гидролиза и рН растворов солей: а) 0,5М NH₄NО₃, б) 0,1М KNO₂, в) 0,1М Nа₂S, г) 0,3М FеС1₃, д) 0,5М СН₃СООNН₄.

7. Рассчитайте К_г и рН 1М растворов NаН₂РO₄, Nа₂НРO₄ и Nа₃РO₄. Какая из солей гидролизуется в наибольшей сте­пени и почему? Сравнивая величины К_г и соответствующие К_к-ты, объясните, почему в растворе.NаН₂P0₄ среда кислая, а в растворе Nа₂НР0₄ - щелочная.

8. Напишите ионные и молекулярные уравнения реакций, происходящих при сливании растворов: а) А1(NО₃)₃ и (NH₄)₂S, б) Fe₂(SO₄)₃ и Nа₂СО₃, г) СгС1₃ и К₂SO₃. Объясни­те смещение равновесия гидролиза и практически необрати­мое его протекание.

9. Вычислить степень гидролиза Na₃PO₄ по первой ступени в 0,1М растворе. Какое значение рН этого раствора?

10. Вычислить константу, степень гидролиза и рН 0,1 М раствора сульфита натрия.

11. Почему раствор NaHCO₃ имеет слабощелочную, а раствор NaHSO₃ слабокислую?

12. Вычислить степень гидролиза 0,1 М раствора NaHS. Какое значение рН имеет этот раствор?

13. Какой рН имеют растворы NaHCO₃ и NaHSO₃? Объясните причину таких результатов.

14. рН О,1 М раствора натриевой соли некоторой органической кислоты равен 10. Вычислить константу диссоциации этой кислоты.

15. Вычислить константу, степень гидролиза и рН 0,2 М раствора Na₂CO₃ и 0,01M NaHCO₃.

16. Вычислить константу и степень гидролиза и рН 0,1 М раствора ортофосфата натрия.

17. Вычислить рН, константу и степень гидролиза 0,1 М раствора Na₂CO₃.

18. Вычислить степень гидролиза ортофосфата натрия по первой ступени в 0,1 М растворе. Какое значение рН раствора?

19. Почему раствор гидрокарбоната натрия имеет слабощелочную, а раствор гидросульфита-слабокислую реакцию?

20. Вычислить степень гидролиза 0,1М раствора гидросульфида натрия. Какое значение рН имеет этот раствор?

21. рН 0,1 М раствора натриевой соли некоторой кислоты равен 10. Вычислить константу диссоциации этой кислоты.

22. Вычислить константу, степень гидролиза и рН растворов 0,2М Nа₂CO₃ и 0,01М NaНСО₃.

23. Вычислить константу и степень гидролиза 1,0 М ортофосфата натрия. Каков рН этого раствора дигидроортофосфата натрия.

24. Вычислить константу гидролиза хлорида аммония, определить степень гидролиза этой соли в 0,01М растворе и рН раствора.

25. 27.Раствор дигидроортофосфата натрия имеет слабокислую, а ортофосфата натрия - сильнощелочную. Объяснить эти факты и мотивировать их соответствующими ионно-молекулярными уравнениями.

26. При сливании водных растворов Сr(NО₃)₃ и Na₂S образуется осадок гидроксида хрома (III) и выделяется газ. Составьте молекулярное и ионно-молекулярное уравнение происходящей реакции.

27. Сравнить степень гидролиза соли и рН среды в 0,1 М и 0,001 М растворах цианида калия. Сделайте вывод о зависимости указанных параметров от концентрации.

28. Вычислить степень гидролиза ортофосфата натрия по первой ступени в 0,1 М растворе. Какое значение рН раствора?

29. Вычислить степень гидролиза 0,1М раствора гидросульфида натрия. Какое значение рН имеет этот раствор?

30. Вычислить константу, степень гидролиза и рН растворов 0,2М Nа₂CO₃ и 0,01М NaНСО₃.

31. Вычислить константу рН и степень гидролиза 1,0 М ортофосфата натрия.

32. Вычислить константу гидролиза хлорида аммония, определить степень гидролиза этой соли в 0,01М растворе и рН раствора.

33. Сравнить степень гидролиза соли и рН среды в 0,1М и 0,001М растворах цианида калия. Сделайте вывод о зависимости указанных параметров от концентрации.

Дата добавления: 2015-06-29